C语言编程二叉树.docx
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C语言编程二叉树
实验内容:
1.编写函数，输入字符序列，建立二叉树的二叉链表。
2.编写函数，实现二叉树的中序递归遍历算法。
（最好也能实现前缀和后缀遍历算法）
3.编写函数，实现二叉树的中序非递归遍历算法。
4.编写函数，借助队列实现二叉树的层次遍历算法。
5.编写函数，求二叉树的高度。
6.编写函数，求二叉树的结点个数。
7.编写函数，求二叉树的叶子个数。
8.编写函数，交换二叉树每个结点的左子树和右子树。
9.编写一个主函数，在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。
实验目的及要求：
1.掌握二叉树的存储实现
2.掌握二叉树的遍历思想
3.掌握二叉树的常见算法的程序实现
实验内容、方法与步骤：
（使用附页填写并附在本页后）
实验结果:
1•递归■创建二叉链表
2•递归-中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次-遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
9•二叉树的叶子结点个数
10•交换二叉树的所有左右子树6•邁出泉坯
1•递归■创建二叉链表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归-前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次-遍历二叉树
-|g|x|
1•递归■创建二叉樋表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归-中序握历二叉树
6•层次■遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
9•二叉树的叶子结点个数
10•交换二叉树的所有左右子树
6•邁出亲统
诘选择:
3递归•前序遍历二叉利:
ABCDEFG
1•递归■创建二叉植表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归-后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次■遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
03
-|p|x|
1•递归■创建二叉犍表
2•递归■中序遍历二叉树
酬翅二叉树
2d
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
9•二叉树的叶子结点个数
10•交换二叉树的所有左右子树
6•启岀亲绕
诘选择：
7二叉科的咼度为：
4
1•递归■创建二叉链表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次■遍历二叉树
7•二叉树的高度
•I口国
1•递归■创建二叉链表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后存遍历二叉树
5•非递归-中序遍历二叉树
B•层次-遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
9•二叉树的叶子结点个数
10・交换二叉树的所有左右子树
。
•追岀亲绕
谙选择:
8二叉材的结点数为：
7
1•递归■创建二叉链表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归-前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次■遍历二叉树
-|n|x|
1•递归■创建二叉樋表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归-中序握历二叉树
6•层次■遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
9•二叉树的叶子结点个数
10•交换二叉树的所有左右子树
6•足岀亲绕
诘选择:
9二叉科中叶子结点数为：
3
1•递归■创逢二叉涟表
2•递归■中序遍历二叉树
3•递归■前序遍历二叉树
4•递归■后序遍历二叉树
5•非递归■中序遍历二叉树
6•层次-遍历二叉树
7•二叉树的高度
8•二叉树的结点个数
小结：
通过这次实验，我体会到深刻理解数据结构的重要性，只有真正理解定义数据类型的好处才能用好这样一种数据结构。
在一开始定义数据结构时，不够细心，总有问题出现，如数据域与指针域的定义类型的不同，在输好了结构体之后，我开始一个个编写本实验要求实现功能的子函数。
以前总觉得使用递归算法是非常难的事情，很复杂很乱，经常会理解不了而导致编程出错，但这次的实验中二叉树的中序、先序、后序遍历都使用了递归算法，而且用起来并不复杂，这使我更进一步地学习和理解了函数的递归调
用并得到灵活的运用
还有，再次发现自己对指针的认识还很肤浅，也常常使所设计的程序无法实现需求功能，所以最后我选择了栈的链式存储结构来实现。
通过本实验调试过程中出现的一些问题，我对二叉树的结构有了较为深入的理解，相信以后在更多的尝试之中，自己会不断进步。
#includevstdio.h>
#include
#defineMAXSIZE100
typedefcharDataType;
typedefstructBiTNode/*二叉链表存储结构*/
{DataTypedata;
structBiTNode*lchild,*rchild;
}BiTree;
typedefBiTree*ElemType;/*栈中数据元素类型，栈中保存结点指针*/
typedefstruct
{ElemTypedata[MAXSIZE];
inttop;
}SeqStack;/*栈的类型定义，顺序栈*/
typedefstruct
{ElemTypequeue[MAXSIZE];
intfront,rear;
}SP;
SeqStack*initSeqStack（）/*初始化栈*/
{SeqStack*s;/*首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针*/
s=（SeqStack*）malloc（sizeof（SeqStack））;
s->top=-1;
returns;}
intpush（SeqStack*s,ElemTypex）
{if（s->top==MAXSIZE-1）{/*栈满不能入栈*/printf（"栈满"）;return0;
}
s->top++;
s->data[s->top]=x;
return1;}
voidpop（SeqStack*s）/*出栈，假设栈不空*/
{s->top--;}
intempty（SeqStack*s）
{if（s->top==-1）return1;
elsereturn0;
ElemTypetop（SeqStack*s）/*设栈不空*/
{return（s->data[s->top]）;
}
/*递归算法创建二叉链表*/
BiTree*createBiTree（）
{DataTypech;
BiTree*T;ch=getchar（）;if（ch=='0'）returnNULL;else{T=（BiTree*）malloc（sizeof（BiTree））;
T->data=ch;
T->lchild=createBiTree（）;
T->rchild=createBiTree（）;returnT;}
}
/*中序遍历二叉树的递归算法*/
voidInOrder（BiTree*T）
{if（T）
{InOrder（T->lchild）;
printf（"%c",T->data）;InOrder（T->rchild）;
}
}
/*前序遍历二叉树的递归算法*/
voidPreOrder（BiTree*T）
{if（T）
{printf（"%c",T->data）;
PreOrder（T->lchild）;
PreOrder（T->rchild）;
}
}
/*后序遍历二叉树的递归算法*/
voidPostOrder（BiTree*T）
{if（T）
{PostOrder（T->lchild）;
PostOrder（T->rchild）;printf（"%c",T->data）;
}
}
/*中序遍历二叉树的非递归算法*/
voidInOrderFei（BiTree*p）
{SeqStack*s;s=initSeqStack（）;
while
（1）
{while（p）{push（s,p）;p=p->lchild;}/*先将结点指针压栈，待出栈时再访问*/if（empty（s））break;
p=top（s）;pop（s）;printf（"%c",p->data）;p=p->rchild;
/*按层次遍历*/
voidLevelOrder（BiTree*T）
{SP*p;
p=（SP*）malloc（sizeof（SP））;p->front=0;
p->rear=0;if（T!
=NULL）{p->queue[p->front]=T;p->front=p->front+1;}while（p->front!
=p->rear）{T=p->queue[p->rear];p->rear=p->rear+1;printf（"%c",T->data）;
if（T->lchild!
=NULL）{p->queue[p->front]=T->lchild;/*左孩子进队列*/p->front=p->front+1;}
if（T->rchild!
=NULL）{p->queue[p->front]=T->rchild;/*右孩子进队列*/p->front=p->front+1;}}
}/*求二叉树的高度*/intheight（BiTree*T）
{inti,j;
if（!
T）return0;
i=height（T->lchild）;/*求左子树的高度*/j=height（T->rchild）;/*求右子树的高度*/
returni>j?
i+1:
j+1;/*二叉树的高度为左右子树中较高的高度加1*/
}
/*求二叉树的所有结点个数*/
intNodes（BiTree*T）
{intn1,n2;if（T==NULL）return0;elseif（T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL）return1;else{n1=Nodes（T->lchild）;
n2=Nodes（T->rchild）;returnn1+n2+1;}}
/*求二叉树的叶子结点个数*/
intleafs（BiTree*T）
{intnum1,num2;if（T==NULL）return0;else{if（T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL）return1;
num1=leafs（T->lchild）;/*求左子树中叶子结点数*/num2=leafs（T->rchild）;/*求右子树中叶子结点数*/returnnum1+num2;}
}
/*交换二叉树的所有左右子树*/
voidexchange（BiTree*T）
{BiTree*temp=NULL;
if（T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL）return;
else{temp=T->lchild;
T->lchild=T->rchild;
T->rchild=temp;}
if（T->lchild）exchange（T->lchild）;
if（T->rchild）exchange（T->rchild）;
}
/*交换后二叉树的遍历*/
voidDisplay（BiTree*T）
{printf（"\t交换后二叉树按中序遍历输出:
"）;InOrder（T）;printf（"\n"）;
printf（"\t交换后二叉树按前序遍历输出:
"）;PreOrder（T）;printf（"\n"）;
printf（"\t交换后二叉树按后序遍历输出:
"）;PostOrder（T）;printf（"\n"）;
}
voidmenu（）
{printf（"\n"）;
printf（"\t\t1.递归刨建二叉链表\n"）;
printf（"\t\t2.递归-中序遍历二叉树\n"）;
printf（"\t\t3.递归-前序遍历二叉树\n"）;
printf（"\t\t4.递归-后序遍历二叉树\n"）;
printf（"\t\t5.非递归-中序遍历二叉树\n"）;
printf（"\t\t6.层次-遍历二叉树\n"）;
printf（"\t\t7.二叉树的高度\n"）;
printf（"\t\t8.二叉树的结点个数\n"）;
printf（"\t\t9.二叉树的叶子结点个数\n"）;
printf（"\t\t10.交换二叉树的所有左右子树\n"）;
printf（"\t\t0.退出系统\n"）;
printf（"\n\t请选择:
"）;
}
voidmain（）
{BiTree*bt;bt=NULL;
intn,m=1;
while（m）{
menu（）;scanf（"%d",&n）;getchar（）;
switch（n）{
case1:
{printf（"\n\t请输入结点的前序序列创建二叉树:
0表示空:
"）;bt=createBiTree（）;break;}/*生成二叉树*/
case2:
{printf（"\n\t递归-中序遍历二叉树:
"）;
InOrder（bt）;printf（"\n"）;break;}
case3:
{printf（"\n\t递归-前序遍历二叉树:
"）;
PreOrder（bt）;printf（"\n"）;break;}case4:
{printf（"\n\t递归-后序遍历二叉树:
"）;
PostOrder（bt）;printf（"\n"）;break;}case5:
{printf（"\n\t非递归-中序遍历二叉树"）;
InOrderFei（bt）;printf（"\n"）;break;}case6:
{printf（"\n\t按层次遍历二叉树:
"）;
LevelOrder（bt）;printf（"\n"）;break;}case7:
{printf（"\n\t二叉树的高度为：
％d\n",height（bt））;printf（"\n"）;break;}case8:
{printf（"\n\t二叉树的结点数为：
％d\n",Nodes（bt））;printf（"\n"）;break;}case9:
{printf（"\n\t二叉树中叶子结点数为：
％d\n",leafs（bt））;break;}
"）;printf（"\n\n"）;
case10:
{printf（"\n\t交换二叉树的所有左右子树exchange（bt）;Display（bt）;break;}
case0:
m=0;}}
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